Fisiologi Tumbuhan DAUN (gugur)

"daun tak pernah menyalahkan angin yang menerpanya"

Yups, mungkin istilah itu sudah tidak asing lagi. Apalagi setelah ada novel keren yang dirilis (red: kayak lagu aja) oleh Tere Liye yang judulnya
"Daun Yang Jatuh Tak Pernah Membenci Angin"

Tapi di blog ini, Dhinar tidak membahas sinopsis novel keren itu. Okay, basa-basinya mungkin cukup dulu, kita lanjut ke topik utama yaa.

Tumbuhan seringkali menunjukkan gejala fisiologis karena adanya adaptasi terhadap perubahan lingkungan. Misal: gugurnya bunga atau daun ketika lingkungan ekstrim. Daun sangat peka terhadap pengaruh lingkungan. Faktor lingkungan yang sangat berpengaruh terhadap anatomi dan fisiologi daun adalah penyediaan air serta intensitas cahaya. Menurut Maynard dan Orcott (1987), Air adalah salah satu komponen fisik yang sangat vital dan dibutuhkan dalam jumlah besar untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Sebanyak 85-90 % dari bobot segar sel-sel dan jaringan tanaman tinggi adalah air.

Pengaruh lingkungan dapat mengubah struktur epidermis, stomata maupun mesofil daun. Secara morfologi dan anatomi, daun merupakan organ tumbuhan yang paling bervariasi dan berperan untuk proses fotosintesis, respirasi, transpirasi, gutasi. Morfologi daun yang sempurna terdiri dari 3 bagian yaitu pelepah, tangkai (petiolus), helaian (lamina) daun.

Sesuai Judul Blog di Atas... kira-kira, yang menyebabkan pengguguran daun itu apa ya???

1. Keterkaitan kehidupan sel dengan pengguguran daun
2. Keterkaitan hormon dalam tumbuhan dengan pengguguran daun
3. Keterkaitan air di dalam tumbuhan dengan pengguguran daun
4. Keterkaitan gerak dalam tumbuhan dengan pengguguran daun
5. Keterkaitan nutrisi pada tumbuhan dengan pengguguran daun

Keterkaitan kehidupan sel dengan pengguguran daun

Sel terbentuk karena adanya pembelahan sel-sel sebelumnya selama masa pertumbuhan. Dengan bertambahnya umur tumbuhan, otomatis akan diikuti dengan proses penurunan kondisi yang mengarah kepada kematian organ atau organisme. Proses perkembangan tanaman dari dewasa hingga hilangnya pengorganisasian dan fungsi disebut senescen (penuaan).

Pada tumbuhan dijumpai tipe-tipe penuaan (senescence) yaitu:

1. Tipe 1, yaitu senescence yang meliputi keseluruhan tubuh tanaman (overall senescence). Akar dan bagian tanaman di atas tanah akan mati semua setelah menyelesaikan satu siklus kehidupannya.
2. Tipe 2, yaitu senescence yang meliputi bagian tanaman di atas tanah (top senescence). Bagian tanaman di atas tanah mati, sedangkan bagian tanaman yang berada di dalam tanah tetap hidup.
3. Tipe 3, yaitu senescence yang meliputi daun-daunnya (deciduous senescence). Tanaman menggugurkan semua daun-daunnya, sementara organ tanaman lain tetap hidup.
4. Tipe 4, yaitu senescence yang meliputi daun-daun yang terdapat di bagian bawah suatu tanaman (progessive senescence). Tanaman hanya menggugurkan daun-daunnya yang terdapat di bagian bawah saja (daun-daun yang tua), sedang daun-daun yang atas dan organ tanaman lain tetap hidup. Nah, mungkin tipe 3 dan 4 cocok dengan topik blog ini.

Keterkaitan hormon dalam tumbuhan dengan pengguguran daun

Penuaan daun disertai dengan pengguguran daun terjadi karena kehilangan kandungan  klorofil, RNA, protein, dan berbagai macam enzim. Kandungan sel tersebut dan kandungan lainnya secara terus menerus akan disintesis dan rusak. Hilangnya suatu senyawa dapat terjadi akibat sintesis yang lambat dan/atau perusakan yang cepat.
Pengguguran daun melibatkan interaksi antara hormon auksin, etilen, sitokinin, dan asam absisat. Pada sebagian besar spesies, gugur daun, bunga, atau buah didahului oleh pembentukan zone absisi (pengguguran) atau lapisan absisi pada pangkal organ yang mengalaminya.
Pada musim gugur, daun akan berhenti memproduksi klorofil, sehingga kehilangan warna hijaunya. Warna daun yang terbentuk merupakan kombinasi pigmen klorofil yang sudah ada, akan tetapi diselubungi oleh klorofil yang berwarna hijau.

Gambar lapisan absisi.
Keguguran daun dikontrol oleh perubahan dalam keseimbangan etilen dan auksin. Lapisan absisi dapat dilihat sebagai suatu pita vertikal pada pangkal tangkai daun. Setelah daun jatuh, suatu lapisan pelindung gabus menjadi jaringan perut yang membantu mencegah patogen masuk kedalam tumbuhan tersebut.
Absisi dikontrol oleh perubahan pada keseimbangan etilen dan auksin. Selama konsentrasi auksin yang tinggi dipertahankan di helai daun, pengguguran dapat ditunda. Namun, penuaan menyebabkan penurunan tingkat auksin pada organ tersebut, dan konsentrasi etilen mulai meningkat. Etilen, zat pemacu pengguguran yang kuat dan tersebar luas diberbagai organ tumbuhan dan pada banyak spesies tumbuhan, menyebabkan pembesaran sel dan menginduksi sintesis serta sekresi hidrolase pengurai dinding sel. Hal ini akibat efeknya pada transkripsi, sebab jumlah molekul m RNA yang menyandingkan hidrolase meningkat sekali setelah diberi perlakuan etilen.

 Keterkaitan air di dalam tumbuhan dengan pengguguran daun

Fungsi air bagi tanaman yaitu: (1) sebagai senyawa utama pembentuk protoplasma, (2) sebagai senyawa pelarut bagi masuknya mineral-mineral dari larutan tanah ke tanaman dan sebagai pelarut mineralnutrisi yang akan diangkut dari satu bagian sel ke bagian sel yang lainnya, (3) sebagai media terjadinya reaksi-reaksi metabolik, (4) sebagai reaktan pada sejumlah siklus asam trikarboksilat, (5) sebagai penghasil hidrogen pada proses fotosintesis, (6) menjaga turdigitas sel dan berperan sebagai tenaga mekanik dalam pembesaran sel, (7) mengatur mekanisme gerakan tanaman seperti membuka dan menutupnya stomata, membuka dan menutupnya bunga serta melipatnya daun-daun tanaman tertentu, (8) berperan dalam perpanjangan sel, (9) sebagai bahan metabolisme dan produk akhir respirasi, serta (10) digunakan dalam proses respirasi (Noggle dan Frizt, 1983).

Air masuk melalui akar tanaman ke saluran xilem, menuju ke atas saluran xilem dan ke daun. Proses pengangkutan air karena adanya daya kapilaritas akar, tekanan akar dan daya isap daun. Setelah air melalui daun, kemudian terjadi proses penguapan. Di daerah lembab, tanaman tidak membutuhkan sistem perakaran yang dalam dan yang tersebar luas untuk pengambilan air, sebab air tanah berlimpah dan seluruh air yang dibutuhkan untuk transpirasinya dapat disuplai oleh volume tanah yang relatif kecil. Pada tanah di daerah tropis, yang lebih kering, proporsinya naik 30-40%, sedangkan spesies gurun pasir, sistem perakarannya sangat dalam, dapat mencapi 90% dari fitomasanya.

Salah satu contoh tanaman daun gugur yaitu pada pohon mahoni yang menggugurkan daunnya untuk menyesuaikan diri pada musim kemarau. Pengguguran daun pada pohon mahoni ini bertujuan agar tidak terjadi penguapan berlebihan yang dapat menyebabkan tumbuhan tersebut kekurangan air sehingga mati.
Pengerutan dan pembengkakan isi sel selama dehidrasi dan rehidrasi dapat menyebabkan kerusakan mekanis yang tidak dapat pulih lagi terhadap membran sel dan/atau plasmodesmata di antara sel.

Keterkaitan gerak pada tumbuhan dengan pengguguran daun

Gerak pada tumbuhan merupakan gerak pasif, artinya gerak yang dilakukan oleh bagian tubuh tertentu berasal dari tumbuhan tersebut. Salah satu macam gerak pada tumbuhan adalah gerak tropisme (arah rangsangan lingkungan menentukan arah gerak). Gerak tropisme yang dipengaruhi oleh intensitas cahaya adalah gerak Fototropisme. Fototropisme merupakan membengkoknya tumbuhan ke arah cahaya yang disebabkan oleh distribusi auksin yang asimetris. Semakin membengkok, maka tumbuhan tersebut akan semakin tidak simetris, berat posisi daun semakin  ke arah bawah.

Jika fototropisme bercampur dengan epinasti (keadaan pertumbuhan permukaan atas daun yang lebih cepat daripada permukaan bawah sehingga daun itu melekuk ke bawah), akan menyebabkan tumbuhan tersebut semakin bengkok dan tangkai daun akan semakin lemah, sehingga akan menyebabkan gugurnya daun. Setelah daun gugur, daun tersebut akan jatuh ke tanah dan lama kelamaan akan tertimbun tanah.

Gerak tertariknya daun ke dalam tanah inilah yang berhubungan dengan gerak gravitropisme yaitu gerak yang menuju ke pusat bumi.

Keterkaitan nutrisi dalam tumbuhan dengan pengguguran daun

Tumbuhan yang kekurangan magnesium (Mg) akan menunjukkan tanda-tanda klorosis pertama kali pada daun yang lebih tua. Defisiensi besi (Fe) akan menyebabkan daun muda berwarna kuning terlebih dahulu sebelum daun yang lebih tua.

Adapun nutrisi yang berhubungan dengan pengguguran daun adalah sebagai berikut:

1. Fosfor (F), Apabila kekurangan Fosfor maka akan timbul gejala pengguguran daun. Hal ini dikarenakan membran plasmanya rapuh akibat kekurangan unsur Fosfor di dalamnya. Fosfor merupakan unsur penyusun protein, fosfolipid, gula fosfat, asam nukleat, ATP dan NADP. Fosfor memiliki kadar terbesar yang terdapat di jaringan meristem sebagai penyusun asam nukleat, jika kekurangan asam nukleat akan mengakibatkan pertumbuhan lambat dan kerdil. Akibat kekurangan Fosfor, juga menyebabkan tumbuhan tidak bisa menghasilkan energi, meskipun klorofil masih dapat menangkap cahaya matahari namun tidak bisa mengubahnya menjadi energi karena tidak ada Fosfor yang akan berikatan dengan adenosine yang akan menghasilkan energy berupa ATP. Pada tumbuhan juga akan terbentuk antosianin pada batang dan tulang daun jika kekurangan Fosfor ini disebabkan klorofil dirombak oleh tumbuhan menjadi makanan sehingga lama-kelamaan klorofil berkurang sehingga warna hijau pada daun berkurang dan muncul warna selain hijau yang berasal dari pigmen lain.
2. Nitrogen (P), Nitrogen berfungsi sebagai bahan sintesis klorofil, protein dan asam amino. Apabila di dalam tumbuhan kekurangan nutrisi berupa Nitrogen, maka akan timbul gejala berupa perubahan warna daun pada daun yang tua (klorosis) singga daun tersebut gugur. Hal ini disebabkan karena kurangnya klorofil. Terjadi pula nekrosis yaitu keringnya daun bagian tepi (jaringan menjadi mati) karena kekurangan protein.
3. Kalium (K), Kalium merupakan bagian dari enzim yaitu sebagai kofaktor sehingga berfungsi sebagai katalisator. Selain itu Kalium berperan sebagai pengatur proses fisiologi tanaman seperti pembelahan sel (untuk menyerap air sehingga sel turgornya naik dan membesar), pada sintesis dan translokasi karbohidrat, pada sintesis protein, reduksi nitrat, pembentukan klorofil, dan membuka menutupnya stomata. Kekurangan unsur ini menyebabkan daun seperti terbakar dan akhirnya gugur.

DAFTAR PUSTAKA

Maynard, G.H. and D.M. Orcott. 1987. The Physiology of Plants Under Stress. John Willey and Sons, Inc, New York.
Noggle, G.R. and G.J. Fritz.1983. Introductory Plant Physiology. Prentice Hall, Inc, New Jersey.

Isi  pembahasan blog yang berjudul "Fisiologi Tumbuhan DAUN (gugur)" ini merujuk pada:

http://marwanard.blogspot.com/2011/10/makalah-fisiologi-tumbuhan-pengguguran.html
dengan pengeditan ulang, penambahan gambar, penambahan teori dan sedikit bercerita.
Semoga bermanfaat.... :)
Mari nge-blog, mari membaca!!